Modélisation numérique tridimensionnelle de l'écoulement réactif triphasique gaz-goutte-particule au sein d'un réacteur à lit fluidisé FCC

par Caroline Saulnier

Thèse de doctorat en Dynamique des fluides, énergétique et transferts

Sous la direction de Olivier Simonin.

Soutenue en 2006

à Toulouse, INPT .

mots clés

• Fluidisation
• Craquage
• Écoulement polyphasique -- Simulation par ordinateur
• Transfert de masse

Résumé

L'utilisation d'une approche Eulérienne multifluide basée sur la théorie cinétique des milieux granulaires a permis d'effectuer la simulation instationnaire tridimensionnelle de l'écoulement dans un réacteur à lit fluidisé FCC à échelle industrielle en collaboration avec TOTAL. Les modèles utilisés de transferts et de réaction ont été comparés et implantés dans le code de calcul Saturne_Polyphasique@Tlse. Une première simulation non réactive a permis de décrire l'hydrodynamique de l'écoulement au sein du réacteur et la zone d'injection de charge. Une simulation, avec réaction de craquage, a montré l’influence de celle-ci sur le comportement hydrodynamique du lit et sur la zone d'injection. Les résultats obtenus ont été comparés aux mesures sur l'installation industrielle de Grandpuits. Ce travail a permis une meilleure compréhension des mécanismes intervenant dans l'écoulement et en particulier de l'influence de la zone d'injection de charge sur le rendement du réacteur.

Titre traduit

3D numerical modeling of the three-phase gas-droplet particle reactive flow in a FCC riser reactor

Résumé

An unsteady simulation of the three-phase gas-droplet-particle reactive flow in an industrial FCC riser reactor has been performed by using an Eulerian approach based on the kinetic theory of granular flows, in collaboration with TOTAL. The transfer and reaction models have been compared and implemented in the Saturne_Polyphasique@Tlse code. A first non-reactive simulation has been performed to describe the flow hydrodynamics in the riser and especially in the injection area. A reactive simulation has also been run out to show the influence of the cracking reaction on the bed flow hydrodynamics and the injection area. Results have been compared with measurements on the industrial installation of Grandpuits. This work allows a better understanding of the mechanisms occurring in the circulating bed and especially the influence of the oil injection zone on the reactor selectivity.